(57)【要約】【課題】シリコンから成るウェーハの一面側に形成された電極端子の端子面に施す無電解めっきを照明下で施しても、各電極端子の端子面の全面を覆う無電解めっき層を安定して形成し得る無電解めっき方法を提供する。【解決手段】シリコンから成るウェーハ１０の一面側に形成された電極端子１２の端子面に無電解めっきを施して無電解めっき層１８を形成する際に、該ウェーハ１０の他面側の全面に金属皮膜１６を形成した後、電極端子１２の端子面に無電解めっきを施すことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンから成るウェーハ又は基板の一面側に形成された電極端子の端子面又は前記電極端子に一端が接続された再配線の他端に形成されたパッド部のパッド面に無電解めっきを施して無電解めっき層を形成する際に、
該ウェーハ又は基板の他面側の全面に金属皮膜を形成した後、前記端子面又はパッド面に無電解めっきを施すことを特徴とする無電解めっき方法。
【請求項２】
ウェーハ又は基板の他面側及び側面側の全面に金属皮膜を形成する請求項１記載の無電解めっき方法。
【請求項３】
金属皮膜として、端子面又はパッド面に形成する無電解めっき層の金属と同種金属から成る金属皮膜を形成する請求項１又は請求項２記載の無電解めっき方法。
【請求項４】
金属皮膜を、めっきによって形成する請求項１〜３のいずれか一項記載の無電解めっき方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無電解めっき方法に関し、更に詳細にはシリコンから成るウェーハ又は基板の一面側に形成された電極端子の端子面又は前記電極端子に一端が接続された再配線の他端に形成されたパッド部のパッド面に無電解めっきを施して無電解めっき層を形成する無電解めっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高密度実装化の要求に伴い、フリップチップ方式の実装手法が採用されるようになった。かかる実装手段を採用する半導体装置では、半導体素子の電極形成面に形成された電極端子又は半導体素子の電極端子に一端が接続された再配線の他端に形成されたパッド部のパッド面の各々に、はんだボールを搭載して外部接続端子を形成している。
通常、半導体素子の電極端子はアルミ製であるため、はんだボールをアルミ製の電極端子に搭載しても、はんだボールは電極端子に接合され難いため、図３に示す様に、アルミ製の電極端子の端子面に無電解ニッケルめっきによって無電解ニッケル層を形成した後、はんだボールを搭載することが行なわれている。
つまり、シリコンから成る基板１００には、図３（ａ）に示す様に、基板１００の一面側には、アルミ製の電極端子１０２，１０２・・が形成されており、電極端子１０２，１０２・・を除く基板１００の一面側はパッシベイション膜１０４で覆われている。
かかる電極端子１０２，１０２・・の各端子面には、無電解ニッケルめっきによって無電解ニッケル層１０６を形成する［図３（ｂ）の工程］。
次いで、この無電解ニッケル層１０６，１０６・・の各々に、はんだボールを搭載してリフローを施すことによって、図３（ｃ）に示す様に、電極端子１０２，１０２・・の各々に外部接続端子１０８を形成できる。
【０００３】
しかし、基板１００に形成された複数個の外部接続端子１０２，１０２・・には、図４に示す様に、電極端子１０２の端子面に無電解ニッケルめっき層１０６の未着部分が存在する場合がある。この場合、形成した外部接続端子１０８の高さ等にバラツキが大きく、不良品となり易い。
この様に、電極端子１０２の端子面に無電解ニッケルめっき層１０６の未着部分は、無電解ニッケルめっきを照明の下で行なったときに発生し易いことから、下記特許文献１に記載されている様に、シリコンから成る基板１００に惹起される光起電力効果によるものと考えられる。
かかる起電力効果を防止しつつ、シリコンから成る基板１００に無電解めっきを施す手段としては、特許文献１には、遮光雰囲気中でシリコンから成る基板１００に無電解めっきを施すことが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１５０４２２号公報（〔０００５〕〜〔００１１〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で提案されている様に、遮光雰囲気中でシリコンから成る基板１００に無電解ニッケルめっきを施すことによって、電極端子１０２，１０２・・の各端子面に無電解ニッケルめっき層１０６の未着部分が形成されることを可及的に防止できる。
しかし、無電解ニッケルめっきの全操作を遮光雰囲気中で完全自動で行なうことは極めて困難であって、基板１００の大きさ、電極端子１０２，１０２・・の数やパターン等が変更された場合には、いずれかの操作を手動で照明下で行なわざるを得ない。
かかる照明を、紫外線領域をカットした照明、例えばナトリウムランプ等のイエローランプを用いた照明としても、電極端子１０２，１０２・・の各端子面に無電解ニッケルめっき層１０６の未着部分が形成されることがある。
更に、最近は、一枚のウェーハに複数個の半導体装置を作り込むことが行なわれており、ウェーハに形成された電極端子１０２，１０２・・にも、無電解ニッケルめっきを施すことが必要である。
また、電極端子１０２，１０２・・の各々に一端が接続された再配線の他端に形成されたパッド部にも、無電解めっきを施して外部接続端子を搭載することが行なわれている。
そこで、本発明の課題は、シリコンから成るウェーハ又は基板の一面側に形成された電極端子の端子面又は電極端子に一端が接続された再配線の他端に形成されたパッド部のパッド面に施す無電解めっきを照明下で施しても、各電極端子の端子面や各パッド部のパッド面の全面を覆う無電解めっき層を安定して形成し得る無電解めっき方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討した結果、予め基板１００の他面側に無電解ニッケルめっきによってニッケル皮膜を形成した後、基板１００の一面側に無電解ニッケルめっきを施すことによって、照明下でも基板１００の電極端子１０２，１０２・・の各端子面に安定して無電解ニッケルめっき層が形成されることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、シリコンから成るウェーハ又は基板の一面側に形成された電極端子の端子面又は前記電極端子に一端が接続された再配線の他端に形成されたパッド部のパッド面に無電解めっきを施して無電解めっき層を形成する際に、該ウェーハ又は基板の他面側の全面に金属皮膜を形成した後、前記端子面又はパッド面に無電解めっきを施すことを特徴とする無電解めっき方法にある。
【０００６】
かかる本発明において、ウェーハ又は基板の他面側及び側面側の全面に金属皮膜を形成することによって、基板の電極端子の各端子面やパッド部の各パッド面に、更に一層安定して無電解めっき層を形成できる。
この金属皮膜として、端子面又はパッド面に形成する無電解めっき層の金属と同種金属から成る金属皮膜を形成することによって、無電解めっき浴の管理等を容易に行なうことができる。
更に、金属皮膜を、めっきによって形成することが、金属皮膜の形成コスト等の観点から有利である。
【発明の効果】
【０００７】
シリコンから成る基板やウェーハの電極端子又はパッド部が形成された一面側に光が照射されると、光起電力効果によって電極端子間又はパッド部間に電位差が生じる。かかる電位差が生じた状態で無電解めっきを施すと、電極端子又はパッド部に無電解めっき層の未着部分が生じるものと考えられる。
一方、シリコン面が露出している基板又はウェーハの他面側は、実質的にパッシベイション膜等で覆われている基板又はウェーハの一面側に形成された端子面又はパッド面よりも格段に広い。このため、基板やウェーハの電極端子間又はパッド部間の電位差は、シリコン面が露出している基板やウェーハの他面側の影響、例えば基板又はウェーハに無電解めっきを施す際に、基板又はウェーハの一面側と他面側との電位差が大きな影響を与えているものと推察される。
この点、本発明では、ウェーハ又は基板の他面側の全面に金属皮膜を形成した後、基板やウェーハの電極端子又はパッド部に無電解めっきを施す。このため、この無電解めっきの際に、基板又はウェーハの一面側と他面側との電位差を解消でき、基板やウェーハの電極端子間又はパッド部間の電位差を実質的に解消できる。
このため、基板又はウェーハの電極端子又はパッド部に無電解めっき層の未着部分が生じることを効果的に防止できる結果、均斉な外部接続端子が形成された半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る無電解めっき方法を施す対象は、光の照射によって光起電力効果が惹起されるシリコンから成るウェーハ又は基板である。
以下、シリコンから成るウェーハ（以下、単にウェーハと称することがある）について、図１に基いて説明する。
図１（ａ）に示すウェーハ１０の一面側には、複数個のアルミ製の電極端子１２，１２・・が形成されている。このウェーハ１０の一面側は、電極端子１２，１２・・を除いてパッシベイション膜１４によって覆われている。
かかるウェーハ１０の他面側及び側面側の全面には、金属皮膜１６を形成する［図１（ｂ）］。この金属皮膜１６は、蒸着、スパッタリングやめっきによって形成できるが、めっきによって形成することが経済的に有利である。
また、めっきによって金属皮膜１６を形成する際には、ウェーハ１０の一面側をマスクによって覆いつつ、ウェーハ１０を無電解めっき浴に浸漬することによって、ウェーハ１０の他面側及び側面側の全面に無電解めっきによる金属皮膜１６を形成できる。この無電解めっきによって形成した金属皮膜１６を更に厚くしたい場合には、金属皮膜１６を給電層とする電解めっきによって厚い金属皮膜１６を形成できる。
次いで、かかる金属皮膜１６が他面側及び側面側の全面に形成されたウェーハ１０を、蛍光灯等の通常の照明下において、無電解めっき浴に浸漬して、電極端子１２，１２・・の各端子面に無電解めっきを施し、無電解めっき層１８を形成する。
この無電解めっき層１８としては、無電解ニッケルめっき層又は無電解銅めっき層とすることが好ましく、無電解ニッケルめっき層又は無電解銅めっき層の表面に金めっき層が形成されていてもよい。
【０００９】
無電解めっき層１８とアルミ製の電極端子１２とが色彩を異にする場合、例えば無電解めっき層１８として無電解ニッケルめっき層を電極端子１２の端子面に形成した場合、電極端子１２の端子面に無電解ニッケルめっき層の未着部分が存在すると、電極端子１２の端子面の色彩がウェーハ１０の外側から見え、無電解ニッケルめっき層の未着部分を容易に発見できる。
しかし、図１（ｃ）に示す様に、ウェーハ１０の他面側及び側面側の全面に金属皮膜１６を形成したウェーハ１０では、無電解めっき層１８としての無電解ニッケルめっき層の未着部分を発見できなかった。
その後、ウェーハ１０の無電解めっき層１８，１８・・を形成した箇所に、はんだボールを搭載してリフローすることによって外部接続端子２０を形成できる［図１（ｄ）］。
尚、ウェーハ１０の他面側及び側面側の全面に形成した金属皮膜１６は、除去しなくてもよいが、研磨等によって除去してもよい。
【００１０】
図１に示す金属皮膜１６としては、任意の金属から成る金属皮膜１６を形成できるが、ウェーハ１０の電極端子１２，１２・・の各端子面に形成する無電解めっき層１８を形成する金属と同種金属によって金属皮膜１６を形成することによって、無電解めっき層１８を形成する無電解めっき浴の管理等を容易とすることができ好ましい。
このため、ニッケル又は銅から成る金属皮膜１６を形成することが好ましく、複数の金属層から成る金属皮膜１６を形成してもよい。
ここで、ニッケルから成る金属皮膜１６を無電解ニッケルめっきによって形成する際に、無電解ニッケルめっき浴としては、公知のものを用いることができ、例えば化学便覧「応用化学編Ｉプロセス編」第４１５頁表５．９３（日本化学会編、昭和６３年１１月１５日第２刷発行、丸善株式会社）に掲載されている無電解ニッケルめっき浴を用いることができる。
また、銅から成る金属皮膜１６を無電解銅めっきによって形成する際に、無電解銅めっき浴としては、公知のものを用いることができ、例えば化学便覧「応用化学編Ｉプロセス編」第４１５頁表５．９２（日本化学会編、昭和６３年１１月１５日第２刷発行、丸善株式会社）に掲載されている無電解銅めっき浴を用いることができる。
【００１１】
図１では、電極端子１２の端子面に外部接続端子２０を形成しているが、図２に示す様に、電極端子１２に一端が接続された再配線２２の他端に形成されたパッド部２２ａのパッド面に外部接続端子２０を形成する場合にも、本発明を適用できる。
つまり、図２に示す再配線２２及びパッド部２２ａは、通常、銅によって形成されており、再配線２２はパッド部２２ａを除いてレジスト２４によって覆われている。かかるパッド部２２ａのパッド面に外部接続端子２０を形成する際には、先ず、ウェーハ１０の他面側及び側面側の全面に金属皮膜１６を形成した後、パッド部２２ａのパッド面に無電解めっき層１８を形成し、必要に応じて金めっき層を形成した後、はんだボールを搭載してリフローすることによって外部接続端子２０を形成できる。
以上、説明してきた図１及び図２においては、シリコンから成るウェーハ１０を用いていたが、シリコンから成る基板を用いることができ、置換めっきも採用できる。
また、ウェーハ１０又は基板の他面側の面積は、ウェーハ１０又は基板の一面側に無電解めっき層１８を形成する、電極端子１２の端子面又は電極端子１２に一端が接続された再配線２２の他端に形成されたパッド部２２ａのパッド面の合計面積に比較して著しく大きい。このため、ウェーハ１０又は基板の他面側のみに金属皮膜１６を形成しても、ウェーハ１０又は基板の電極端子１２，１２・・の各端子面又はパッド部２２ａ，２２ａ・・の各パッド面を覆う無電解めっき層１８を形成できる。
【実施例１】
【００１２】
一面側に複数個のアルミ製の電極端子が形成されたシリコンから成るウェーハを、その一面側にマスク板を装着して、無電解ニッケルめっき浴中に浸漬し、ウェーハの他面側及び側面側の全面にニッケル皮膜を形成した後、このニッケル皮膜の表面に無電解金めっきによって金層を形成した。
次いで、このウェーハを、蛍光灯による照明の下で、無電解ニッケルめっき浴（硫酸ニッケル：３０ｇ／リットル、次亜燐酸ナトリウム：１５ｇ／リットル、クエン酸ナトリウム：３０ｇ／リットル）に浸漬して、電極端子の各々に無電解ニッケルめっきを施した。
無電解ニッケルめっきを施した後、ウェーハの一面側の各電極端子に形成された無電解ニッケルめっき層について検査したが、無電解ニッケルめっき層の未着部分、めっき密着不良及びめっき変色は発見できなかった。
【比較例１】
【００１３】
実施例１において、ナトリウムランプの照明下において、ウェーハの他面側を露出した状態で無電解ニッケルめっきを施した他は、実施例１と同様にして、ウェーハの電極端子の各々に無電解ニッケルめっきを施した。
無電解ニッケルめっきを施した後、ウェーハの一面側の各電極端子に形成された無電解ニッケルめっき層について検査したところ、無電解ニッケルめっき層の未着部分は、ウェーハに形成された全電極端子数に対して約２５％も存在した。
【実施例２】
【００１４】
一面側に複数個のアルミ製の電極端子が形成されたシリコンから成るウェーハを、その一面側にマスク板を装着して、パラジウム（Ｐｄ）含有溶液に浸漬して前処理を施した。
更に、他面側及び側面側の全面に前処理を施したウェーハを無電解銅めっき浴中に浸漬し、ウェーハの他面側及び側面側の全面に銅皮膜を形成した。
次いで、このウェーハを、蛍光灯による照明の下で、無電解銅めっき浴（硫酸銅：７ｇ／リットル、ロッセル塩：２０ｇ／リットル、ホルマリン：２５ｍｌ／リットル、水酸化ナトリウム：５ｇ／リットル、炭酸ナトリウム：２ｇ／リットル）に浸漬して、電極端子の各々に無電解銅めっきを施した。
無電解銅めっきを施した後、ウェーハの一面側の各電極端子に形成された無電解銅めっき層について検査したが、無電解銅めっき層の未着部分、めっき密着不良及びめっき変色は発見できなかった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る無電解めっき方法の一例を説明する説明図である。
【図２】本発明に係る無電解めっき方法の他の例を説明する説明図である。
【図３】従来の方法を説明する説明図である。
【図４】従来の方法で形成された無電解めっき層の状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  ウェーハ
１２  電極端子
１４  パッシベイション膜
１６  金属皮膜
１８  無電解めっき層
２０  外部接続端子
２２ａ      パッド部
２２  再配線
２４  レジスト
【図１】
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【図２】
2005353959.tif 000004
【図３】
2005353959.tif 000005
【図４】
2005353959.tif 000006